Способ уменьшения сквозных токов в двухтактных усилителях Советский патент 1986 года по МПК H03F3/26 

Изобретение относится к усилительно-преобразовательной технике и может быть использовано в ключевых усилителях мощности, в преобразователях постоянного напряжения в переменное, в реверсивных высокочастотных коммутаторах питания, усилительно-преобразовательных устройствах упр.авления следящих приводов с различными видам модуляции.

Целью изобретения является повышение надежности путем.увеличения степени подавления сквозных токов.

На фиг. 1 схематично представлен двухтактньй усилитель мощности. На фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства, где и,,,, и„,.- последовательности прямого

у

И инверсного импульсных сигналов управления (возможны перекрытия) U Uq g - напряжения соответственно на коллекторах первого и второго активных элементов; U,, - напрялсение нагрузки; 0 - задержка включения.

Предложенный способ уменьшения сквозных токов в двухтактных усилите лях мощности позволяет осуществить временную задержку импульсов управления смеяаа-ix плеч двухтактного усилителя мощности за счет определенного алгоритма работы управляющей части схемы устройства, вырабатывающей сигнал управления одного плеча в зависимости от состояния активного элемента в другом плече.

Пред-пагаются два варианта выполнения двухтактных усил11телей мошдос- тн по предложенному способу уменьа1е ния сквозных токов,

По первому варианту в двухтактном усилителе мощности с недифференциальной нагрузкой (фиг. 2), содержащем в плечах ершовые активные элементы .1- 4, нагрузку 5 в одной диагонали, источник 6 питания в другой диагонали, ИСТОЧНИ1СИ 7-10 сигналов управления, подключенные к силовым активным элементам, в каждом плече уситштеля мощности между базой и эмиттером сигао- BOij o активного элемента включен нормально разомкнутый контакт 11 (12, 13, 14) реле 15 (16, 17, 18), концы обмотки которого подсоединены к коллектору СИ.ПОВОГО активного элемента смезкного относительно тштания плеча и соответствующему полюсу нагрузки, и обратные диоды. Вместо релейно-кон- тактной аппаратуры обычно использует0

5

0

5

0

0

5

0

5

ся бесконтактная, например транзисторные ключи. В этом случае в каждом плече усилителя мопщости переход коллектор - эмиттер шунтирующего транзистора подключен между базой и эмиттером силового активного элемента, а база шунтирующего транзистора подключена через резистор к коллектору силового активного элемента смежного . относительно питания плеча и полюсу отсекающего диода, другой полюс которого подключен к нагрузке.

По второму варианту в двухтактном усилителе мощности с недифференциальной нагрузкой, содержащем в плечах силовые активные элементы, нагрузку в одной диагонали, источник питания в другой диагонали, источники сигналов управления, коллектор-эмиттер шунтирующего транзистора подключен ме;кду базой и эмиттером силового активного элемента, а база шунтирующего транзистора подключена через соответствующие резисторы к коллектору силового активного элемента смежного относительно питания плеча и к источнику сигнала управления, причем база каждого силового активного элемента подключена через резистор к соответствующей шине питания.

Двухтактные мощности с i недифференциальной нагрузкой по первому и второму вариантам работают следующим образом.

Пусть одна пара противоположных силовых активных элементов закрыта, а другая пара - включена соответствующими напряжениями, и на базы шунтирующих транзисторов, установленных во входных цепях закрытых силовых активных элементов, подано напряжение открывающей полярности, поэтому последние находятся во включенном состоянии . Шунтирующие транзисторы, установленные во входных цепях включенных силовых активных элементов, закрыты. К нагрузке приложено полное напряжение источника питания. При изменении полярности напряжения источников управляющих сигналов ранее включеннь е сиповые активные элементы остаются некоторое время включенными за счет рассас шания неосновных носителей в области базы, а на ранее закрытые силовые активные элементы подается напряжение открывающей полярности. Однако последние закрыты и только после того, как ранее включенные силовые активные элементы закрываются, на базы ранее закрытых шунтирующих транзисторов подается напряжение открывающей полярности и последние включаются. Ранее включенные шунтирующие транзисторы закрываются одновременно с ранее включенньми силовыми активными элементами. К нагрузке прикладьшается полное напряжение источника питания и ток в нагрузке меняет направление. При изменении полярности напряжения источников управляющих сигналов порядок включения и выключения шунтирующих транзисторов силовых активных элементов повторяется . Шунтирующими транзисторами осуществляется логическая операдия умножения .

Таким образом, в устройствах, реализующих изобретение, включение силового активного элемента одной стойки возможно только при разомкнутом , другом силовом активном элементе той же стойки, Такая последовательность включения транзисторов позволяет исключить сквозные токи.

Аналогичным образом могут быть исключены сквозные токи в устройствах

0

7353

с дифференциальной нагрузкой, реализующих данное изобретение.

Формула изобретения

5 Способ уменьшения сквозньк токов в двухтактных усилителях, заключаю- в увеличении сопротивления силовой цепи вьшлюченного активного элемента на время включенного состояния активного элемента смежного по питанию плеча двухтактной схемы, о т- личающийся тем, что, с целью повышения надежности путем увеличения степени подавления сквозных токов, увеличивают сопротивление силовой цепи выключенного активного элемента путем шунтирования его входной цепи, при этом величину сигнала управления шунтирующим элементом выбирают пропорциональной величине тока, протекающего через включенный активный элемент, а длительность его воздействия на шунтирующий элемент - равной суммарной длительности времени включенного состояния активного элемента смежного по питанию плеча и времени рассасывания в нем неосновных носителей.

5

0

5

Изобретение относится к области усилительно-преобразовательной техники и позволяет увеличить степень подавления сквозных токов в двухтактных усилителях путем увецн- чения сопротивления силовой цепи выключенного активного элемента за счет шунтирования его входной цепи, при этом величину сигнала управления шунтирующим элементом выбирают пропорциональной величине тока, протекающего через включенный активный элемент, а длительность его воздействия на шунтирующий элемент - рав- ной суммарной длительности времени включенного состояния активного элемента смежного по питанию плеча и времени рассасывания в нем неосновных носителей. В первом варианте устройства в каждом плече усилителя мощности между базой и эмиттером силового активного элемента включен шунтирующий транзистор, на базу которо- го подается сигнал с коллектора силового активного элемента смежного относительно питания плеча. Во втором варианте устройства база шунтирующего транзистора соединяется через резисторы с источником сигнала управления и с коллектором силового активного элемента смежного относительно питания плеча- 2 ил. (О (Л tS9 СО ел со

. 2